Demonstration of Functionality of a W Uptake bacterial system

Abstract

Tungsténio (W) é um metal pesado com um número atómico de 74 e é o sexto grupo dos elementos de transição na tabela periódica. Este metal é o maior elemento que contém uma função biológica. Mundialmente, este metal pode estar presente em algumas minas, e Portugal tem uma das maiores minas com W. Além disso, também pode ser encontrado em elevadas concentrações, comparativamente com as concentrações da água do mar, em fumarolas negras quentes, formadas por fontes hidrotermais (temperaturas atingindo 400 ᴑC). Devido à mistura de fluidos hidrotermais de elevadas temperaturas com água do mar oxigenada fria, minerais precipitam para formar depósitos de minerais. Nestes depósitos de minerais são encontrados alguns organismos pertencendo ao filo Bacteria e Archaea. W é o único elemento de transição da terceira fila que tem uma actividade biológica, sendo parte de enzimas que catalisam reações de transferência de átomos de oxigénio. Tungstato (WO4 2-) é a forma oxidada do elemento W e a forma como é internalizado para o interior das células bacterianas. W é internalizado através de um sistema transportador da família ABC. W pode ser transportado através três sistemas diferentes de transportadores proteicos: TupABC (específico para WO4 2-), WtpABC (transporta WO4 2- e molibdato (MoO4 2-)) and ModABC. O oxianião WO4 2- apresenta uma geometria semelhante a outro oxianião, nomeadamente a MoO4 2-. Contudo, as propriedades químicas destes metais são suficientemente diferentes para que os organismos vivos consigam distinguir um do outro na sua incorporação nas enzimas. Uma vez que o metal esteja no interior da célula, o elemento liga-se a uma molécula designada por pterina. No caso de W, é coordenado a duas metades de moléculas pterinas, formando o cofator bi-pterina (Wco ou tungstopterina). Para molibdénio (Mo), é coordenado por dois átomos de enxofre em ditioleno de uma molécula pterina, chamada de cofator molibdopterina (Moco). Consequentemente, Mo e W apenas ganham a sua actividade biológica após incorporação em cofatores que servem como âncora para proporcionar o ambiente adequado que permita um controlo eficiente das propriedades redox do metal. O presente trabalho tem como foco um dos transportadores ABC para W, nomeadamente o sistema transportador TupABC. O objetivo foi caracterizar estirpes resistentes a W previamente isoladas, de fontes hidrotermais Lucky Strike e de minas de urânio da Urgeiriça, por determinação do seu MIC e a presença de determinantes genéticos para transportadores responsáveis pela acumulação de W para o interior das células bacterianas.